解读以太坊智能合约安全之重放攻击

什么是重放攻击?

1.顾名思义,重复的会话请求就是重放攻击。

2.可能是因为用户重复发起请求,也可能是因为请求被攻击者获取,然后重新发给服务器。

重放攻击的危害

请求被攻击者获取,并重新发送给认证服务器,从而达到认证通过的目的。

我们可以通过加密,签名的方式防止信息泄露,会话被劫持修改。但这种方式防止不了重放攻击。

为什么会出现重放攻击?

比特币的某次硬分叉后,出现了一条新链,其代币为 BCH。比特币硬分叉后,新链与原链是拥有相同的交易数据、地址、私钥、交易方式。你在硬分叉之前的一种币,会因为分叉而变成两种,即原有的 BTC 和等额的 BCH。您只需要下载 BCH 对应的钱包,并且把原 BTC 的钱包私钥导入,即可得到等额的 BCH 。

同时,如果你在没有解决重放攻击问题之前,在自己钱包里把分叉前的一个 BTC 转到一个地址A上,有趣的事就发生了,你在 BCH 钱包内对应的一个 BCH 也会被转入到地址 A 里面去。因为你在分叉前的币,会自动被分叉后的两条链都承认是合法的。只要你发起一笔交易,另一笔会被同步到比特币网络中去,然后被矿工打包处理,该交易生效,这就是重放攻击!

智能合约中比较特殊的委托概念

在资产管理体系中,常有委托管理的情况,委托人将资产给受托人管理,委托人支付一定的费用给受托人。这个业务场景在智能合约中也比较普遍。

这里举例子为transferProxy函数,该函数用于当user1转token给user3,但没有eth来支付gasprice,所以委托user2代理支付,通过调用transferProxy来完成。

上述代码nonce值可以被预测,而其他变量不变的情况下,可以通过重放攻击来多次转账。

影响范围

截止2018年9月5日,发现了18个存在重放攻击隐患问题的合约代码,其中16个仍处于交易状态,其中交易量最高的10个合约情况如下:

修复方式

合约中如果涉及委托管理的需求,应注意验证的不可复用性,避免重放攻击。其中主要的两点在于:

1.避免使用transferProxy函数。采用更靠谱的签名方式签名。

2.nonce机制其自增可预测与这种签名方式违背,导致可以被预测。尽量避免nonce自增。

重放攻击的防御

1)时间戳验证

请求时加上客户端当前时间戳,同时签名(签名是为了防止会话被劫持,时间戳被修改),服务端对请求时间戳进行判断,如超过5分钟,认定为重放攻击,请求无效。

时间戳无法完全防止重放攻击。

2)序号

顾名思义,在客户端和服务端通讯时,先定义一个初始序号,每次递增。这样,服务端就可以知道是否是重复发送的请求。

3)挑战与应答的方式

我们一般采用这种方式来防御重放攻击。

客户端请求服务器时,服务器会首先生成一个随机数,然后返回给客户端,客户端带上这个随机数,访问服务器,服务器比对客户端的这个参数,若相同,说明正确,不是重放攻击。

这种方式下,客户端每次请求时,服务端都会先生成一个挑战码,客户端带上应答码访问,服务端进行比对,若挑战码和应答码不对应,视为重放攻击。

4)Https防重放攻击

对于https,每个socket连接都会验证证书,交换密钥。攻击者截获请求,重新发送,因为socket不同,密钥也不同,后台解密后是一堆乱码,所以https本身就是防止重放攻击的,除非能复制socket,或者进行中间人攻击。

总结:

由于智能合约代码公开透明的特性,加上这类问题比较容易检查出,一旦出现就会导致对合约的毁灭性打击,所以大部分合约开发人员都会注意到这类问题。但在不容易被人们发现的未公开合约中,或许还有大批潜在的问题存在。建议所有的开发者重新审视自己的合约代码,检查是否存在编码安全问题,避免不必要的麻烦或严重的安全问题。

综合来源:链得得等,并经编辑适当修订。

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